(57)【要約】  所望信号における隣接妨害信号の混信を削減する信号処理回路、無線通信装置及び信号処理方法を提供することを目的とする。本発明にかかる信号処理回路３は、異なる周波数帯域を用いて送信される複数の無線信号を受信し、受信した複数の無線信号のそれぞれの電力強度を取得する電力取得部４と、電力強度が予め定められた電力強度を下回る無線信号に用いられている周波数帯域のうち、当該周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が相対的に低い周波数帯域を、通信を実行するそれぞれの周波数帯域として選択する周波数選択部５と、を備えるものである。
2011104804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる周波数帯域を用いて送信される複数の無線信号を受信し、受信した複数の無線信号のそれぞれの電力強度を取得する電力取得手段と、
前記電力強度が予め定められた電力強度を下回る無線信号に用いられている周波数帯域のうち、当該周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が相対的に低い周波数帯域を、通信を実行するそれぞれの周波数帯域として選択する周波数選択手段と、を備える信号処理回路。
【請求項２】
前記周波数選択手段は、
前記電力取得手段が取得した電力強度に基づいて、当該電力強度が予め定められた電力強度を下回る無線信号に用いられている周波数帯域を抽出し、前記抽出した周波数帯域以外の周波数帯域が用いられている無線信号の電力強度を再度測定することなく、前記周波数帯域の抽出に用いられた電力強度を用いて、前記抽出された周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が相対的に低い周波数帯域を、通信を実行するそれぞれの周波数帯域として選択する、請求項１記載の信号処理回路。
【請求項３】
前記電力取得手段は、
取得した電力強度に応じて、前記受信した複数の無線信号のフィルタに用いられる周波数帯域を制御する請求項１又は２記載の信号処理回路。
【請求項４】
前記電力取得手段は、
前記無線信号をアナログ信号処理するアナログ信号処理手段に設けられているフィルタを制御する、請求項３に記載の信号処理回路。
【請求項５】
前記電力取得手段は、
前記通信を実行する周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも大きい場合に、前記フィルタから出力される出力データの周波数帯域幅を相対的に狭くし、前記通信を実行する周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも小さい場合に、前記出力データの周波数帯域幅を相対的に広くする、請求項３又は４記載の信号処理回路。
【請求項６】
前記フィルタは、
減衰特性の異なる複数のサブフィルタを有し、
前記電力取得手段は、前記通信を実行する周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度に応じて、動作させる前記サブフィルタの数を制御し、前記通信を実行する周波数帯域に混信している周波数を用いる妨害信号を除去する量を調整する、請求項３乃至５のいずれか１項に記載の信号処理回路。
【請求項７】
前記電力取得手段は、
前記通信を実行する周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも大きい場合に、異なる周波数により動作する複数のローカル信号を発振する発振手段の位相雑音を低くし、前記通信を実行する周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも小さい場合に、前記発信手段における位相雑音を高くする、請求項３乃至６のいずれか１項に記載の信号処理回路。
【請求項８】
前記アナログ信号処理手段から出力される信号をデジタル信号に変換するデジタル信号変換手段をさらに備え、
前記電力取得手段は、前記所望信号に用いられる周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも大きい場合に、前記デジタル信号変換手段における、デジタル信号の量子化ビット数を相対的に多くし、前記所望信号に用いられる周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも小さい場合に、前記デジタル信号変換手段におけるデジタル信号の量子化ビット数を相対的に少なくする、請求項３乃至７のいずれか１項に記載の信号処理回路。
【請求項９】
異なる周波数帯域を用いて送信される複数の無線信号を受信し、受信した複数の無線信号のそれぞれの電力強度を取得する電力取得手段と、
前記電力強度が予め定められた電力強度を下回る無線信号に用いられている周波数帯域のうち、当該周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が相対的に低い周波数帯域を、通信を実行するそれぞれの周波数帯域として選択する周波数選択手段と、
前記選択された周波数帯域を、相手先通信装置に通知する通信手段と、を備える無線通信装置。
【請求項１０】
異なる周波数帯域を用いて送信される複数の無線信号を受信し、受信した複数の無線信号のそれぞれの電力強度を取得するステップと、
前記電力強度が予め定められた電力強度を下回る無線信号に用いられている周波数帯域のうち、当該周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が相対的に低い周波数帯域を、通信を実行するそれぞれの周波数帯域として選択するステップと、を備える信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は信号処理回路、無線通信装置及び信号処理方法に関し、特に異なる周波数帯域を用いて送信される複数の無線信号を受信する信号処理回路、無線通信装置及び信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、無線通信回線を介して受信した無線信号には、受信器が処理すべきデータが設定されている所望信号と、隣接妨害信号とが混在している。隣接妨害信号は、所望信号に設定されている周波数の隣接の周波数が設定されている。そのため、希望信号と隣接妨害信号との混信を避け、希望信号成分のロスを低減するために、受信した隣接妨害信号の電力強度に応じて、信号処理回路を制御する方法が検討されている。【０００３】
特許文献１には、検知した隣接妨害信号の電力強度に応じてフィルタの帯域幅を調整する受信器が開示されている。図１８を用いて特許文献１にかかる受信器の構成について説明する。この受信器は、信号入力側から順に、アンテナ２１０と、アナログ処理部（ＡＦＥ）２２０と、ＡＤ（Analog Digital）変換器（ＡＤＣ）２３０と、デジタル処理部（ＤＳＰ）２４０と、エネルギー検出部（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｔ）２５０とを接続して構成される。このとき、エネルギー検出部２５０にはデジタル回路が用いられる。【０００４】
次に、特許文献１に開示されている受信器の動作について説明する。まず、所望信号と隣接妨害信号とは、アンテナ２１０からアナログ処理部２２０を経由して、ＡＤ変換器２３０によりデジタル信号へと変換される。このデジタル信号は、デジタル処理部２４０を介して、エネルギー検出部２５０に出力され、隣接妨害信号の電力強度が算出される。そして、この電力強度が強ければ、デジタル処理部２２０内のデジタルフィルタの帯域幅を狭めることにより、所望信号と隣接妨害信号との混信を避ける。また、この電力強度が弱ければ、デジタルフィルタの帯域幅を広げることにより、所望信号成分のロスを低減する。このような構成を用いることにより、受信器は、妨害信号の電力強度によらず、安定的な通信が可能となる。【０００５】
特許文献２には、検知した妨害信号の電力強度に応じてＡＤ変換器におけるサンプリング周波数を制御する方法が開示されている。検知した妨害信号の電力強度が強い場合、受信器は、サンプリング周波数を高くし、妨害信号の電力強度が弱い場合、サンプリング周波数を低くする。妨害信号の電力強度が弱い場合には、サンプリング周波数を低くすることにより、ＡＤ変換器における消費電力を下げることができる。【０００６】
特許文献３には、検知した妨害信号の電力強度に応じて最適なフィルタ特性を切り替え、さらにＡＦＣ（自動周波数制御）を実施する受信装置が開示されている。最適なフィルタ特性の切り替えは、フィルタの通過帯域幅と減衰特性とを制御することにより実行される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−６０２７３号公報
【特許文献２】特開２００９−１５９２１０号公報
【特許文献３】特開２００９−２００５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１乃至３に開示されている受信装置は、隣接妨害信号の電力強度が大きい場合、隣接妨害信号から所望信号に与えられる影響が強くなる。これにより、隣接妨害信号と所望信号との混信が発生する。このように、隣接妨害信号の電力強度が大きくなるにつれて、受信装置内のフィルタ等を用いて妨害信号による混信の影響を排除することが困難な場合が生じるという問題がある。【０００９】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、所望信号における隣接妨害信号の混信を削減する信号処理回路、無線通信装置及び信号処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様にかかる信号処理回路は、異なる周波数帯域を用いて送信される複数の無線信号を受信し、受信した複数の無線信号のそれぞれの電力強度を取得する電力取得部と、前記電力強度が予め定められた電力強度を下回る無線信号に用いられている周波数帯域のうち、当該周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が相対的に低い周波数帯域を、通信を実行するそれぞれの周波数帯域として選択する周波数選択部と、を備えるものである。【００１１】
本発明の第２の態様にかかる無線通信装置は、異なる周波数帯域を用いて送信される複数の無線信号を受信し、受信した複数の無線信号のそれぞれの電力強度を取得する電力取得部と、前記電力強度が予め定められた電力強度を下回る無線信号に用いられている周波数帯域のうち、当該周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が相対的に低い周波数帯域を、通信を実行するそれぞれの周波数帯域として選択する周波数選択部と、前記選択された周波数帯域を、相手先通信装置に通知する通信部と、を備えるものである。【００１２】
本発明の第３の態様にかかる信号処理方法は、異なる周波数帯域を用いて送信される複数の無線信号を受信し、受信した複数の無線信号のそれぞれの電力強度を取得するステップと、前記電力強度が予め定められた電力強度を下回る無線信号に用いられている周波数帯域のうち、当該周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が相対的に低い周波数帯域を、通信を実行するそれぞれの周波数帯域として選択するステップと、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、所望信号における隣接妨害信号の混信を削減する信号処理回路、無線通信装置及び信号処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１にかかる無線通信装置の構成図である。
【図２】実施の形態１にかかる信号処理回路の構成図である。
【図３】実施の形態１にかかる信号処理回路の構成図である。
【図４】実施の形態１にかかるエネルギー検出部の構成図である。
【図５】実施の形態１にかかるエネルギー検出部の構成図である。
【図６】実施の形態１にかかる発振器の構成図である。
【図７】実施の形態１にかかる発振器の構成図である。
【図８】実施の形態１にかかる可変フィルタの構成図である。
【図９】実施の形態１にかかる周波数と電力との関係を示す図である。
【図１０】実施の形態１にかかる所望信号周波数の決定に関するフローチャートである。
【図１１】実施の形態１にかかる周波数と電力強度とを関連付けたデータテーブルである。
【図１２】実施の形態１にかかる周波数と電力強度とを関連付けたデータテーブルである。
【図１３】実施の形態２にかかる信号処理回路の構成図である。
【図１４】実施の形態２にかかる発振器の構成図である。
【図１５】実施の形態３にかかる信号処理回路の構成図である。
【図１６】実施の形態３にかかるＡＤ変換器の構成図である。
【図１７】実施の形態３にかかるＡＤ変換器の構成図である。
【図１８】特許文献１にかかる受信器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１を用いて本発明の実施の形態１にかかる無線通信装置１の構成例について説明する。無線通信装置１は、通信部２と、信号処理回路３とを備えている。さらに、通信部２は、電力取得部４と周波数選択部５とを備えている。
【００１６】
通信部２は、無線通信装置１と通信を実行する装置から送信される無線信号を取得する。例えば、通信を実行する装置は、携帯電話端末等がある。通信部２は、取得した無線信号を、電力取得部４へ出力する。
【００１７】
電力取得部４は、通信部２から複数の無線信号を取得する。複数の無線信号は、異なる周波数帯域を用いて携帯電話端末等から送信される。電力取得部４は、受信した複数の無線信号のそれぞれの電力強度を取得する。例えば、電力強度は、携帯電話端末等が設定する送信電力又は、無線通信装置１において無線信号を受信した際に検出する受信電力等である。電力取得部４は、送信電力値を携帯電話端末等から通知されてもよく、通信部２が取得した無線信号の受信電力を測定することにより、受信電力を検出してもよい。電力取得部４は、取得した電力強度を周波数選択部５へ出力する。
【００１８】
周波数選択部５は、入力された電力強度が予め定められた電力強度を下回る無線信号を抽出する。これより、電力強度が予め定められた電力強度（以下、閾値電力）を下回る無線信号に用いられている周波数帯域を抽出することができる。例えば、閾値電力には、「０」が設定される。これにより、電力強度が０、つまり電力強度が検出されなかった周波数帯域は、データ伝送が実行されておらず、空き領域であると判断することができる。
【００１９】
周波数選択部５は、抽出した無線信号に用いられている周波数帯域のうち、これら周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が相対的に低い周波数帯域を、通信を実行するそれぞれの周波数帯域として選択する。近傍の周波数帯域は、隣接の周波数帯域及び、隣接の周波数帯域に隣接する周波数帯域等であり、複数の周波数帯域を含む。周波数選択部５は、選択した周波数帯域に関する情報を通信部２へ出力する。通信部２は、取得した周波数帯域に関する情報を、携帯電話端末等に通知し、選択された周波数帯域を用いて通信を実行する。
【００２０】
以上説明したように、本発明の実施の形態１にかかる信号処理回路を用いることにより、それぞれの周波数帯域における電力強度を取得することができる。さらに、取得した周波数帯域を用いて、近傍の周波数帯域に設定されている無線信号からの影響が少ない周波数帯域を、通信を実行する周波数帯域として選択することができる。また、選択された周波数帯域を携帯電話端末等に通知することにより、近傍の周波数帯域に設定されている無線信号からの影響が少ない、無線通信を実行することができる。
【００２１】
続いて、図２を用いて本発明の実施の形態１にかかる信号処理回路３の詳細な構成例について説明する。信号処理回路３は、アナログ処理部（ＡＦＥ）２０と、エネルギー検出部（Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｅｔ）３０と、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）４０と、デジタル処理部（ＤＳＰ）５０とを備えている。また、アナログ処理部２０は、アンテナ１０と接続されている。電力取得部４及び周波数選択部５は、エネルギー検出部３０に相当する。
【００２２】
アナログ処理部２０は、アンテナ１０を介して取得した無線信号の振幅を増幅及び通信を実行する所望信号を抽出するためにフィルタ制御等を実行する。また、アナログ処理部２０は、エネルギー検出部３０から通知される制御信号により、振幅の増幅及びフィルタ制御等の調整を行う。アナログ処理部２０は、アナログ信号処理を行った無線信号を、ＡＤ変換器４０へ出力する。また、アナログ処理部２０は、アンテナ１０を介して取得した無線信号を、エネルギー検出部３０へ出力する。
【００２３】
エネルギー検出部３０は、アナログ処理部２０から出力された複数の無線信号の電力強度を検出し、所望信号に用いる周波数帯域を選択する。
【００２４】
ＡＤ変換器４０は、アナログ処理部２０から入力された信号をデジタル信号へ変換し、デジタル処理部５０へ出力する。デジタル処理部５０は、入力されたデジタル信号を用いてデジタルフィルタを用いてフィルタリング制御等を実行し、デジタル信号処理を行う。
【００２５】
続いて、図３を用いて本発明の第１の実施形態にかかる信号処理回路３の詳細な構成例について説明する。図１において説明したアナログ処理部２０は、増幅器２１と、ミキサー２２と、発振器２３と、可変フィルタ２４とを備えている。増幅器２１は、アンテナ１０から入力された微小信号を増幅する。ミキサー２２は、増幅器２１の出力信号周波数を、増幅器２１の出力信号周波数と、発振器２３により生成されるローカル信号周波数との差分周波数信号へ変換する。可変フィルタ２４は、ミキサー２２から出力される信号の帯域制限をすることにより、帯域外周波数の信号成分を除去する。エネルギー検出回路３０は、ミキサー２２の出力信号を入力し、可変フィルタ２４へ制御信号を出力する。また、エネルギー検出部３０は、発振器２３が出力する可変周波数の値を制御するための信号を発振器２３へ出力する。ＡＤ変換器４０及びデジタル処理部５０は、図２と同様であるため、説明を省略する。図３においては、可変フィルタ２４をミキサー２２とＡＤ変換器４０との間にのみ配置しているが、さらに増幅器２１とミキサー２２との間にも可変フィルタを配置してもよい。この場合、エネルギー検出部３０は、これら二つの可変フィルタへ制御信号を出力する。
【００２６】
続いて、図４を用いて本発明の実施の形態１にかかるエネルギー検出部３０の構成例について説明する。エネルギー検出部３０は、可変フィルタ３１と、二乗検波部３２と、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）３３と、デジタル処理部（ＤＳＰ）３４と、メモリ（ＲＡＭ）３５とを備えている。可変フィルタ３１の帯域がデジタル処理部３４から出力されるデジタル制御信号により切り替えられ、二乗検波部３２に入力される信号の帯域が制限される。一般に、可変フィルタ３１の帯域を広げることにより、高速にエネルギー検出できるのに対して、可変フィルタ３１の帯域を狭めると高感度にエネルギー検出できる。つまり、可変フィルタ３１の帯域を狭めると微小なエネルギーまで検出できる。
【００２７】
二乗検波部３２は、例えば積分器等を用いたアナログ演算によりエネルギーを検出する。エネルギーは、信号強度と同一の意味に用いられる。そして、二乗検波部３２のアナログ出力信号がＡＤ変換器３３によりデジタル信号へ変換され、デジタル処理部３４において、信号強度に応じてアナログ処理部２０を制御する制御信号を生成するデジタル信号処理が可能となる。デジタル処理部３４は、このデジタル信号処理の結果をメモリ３５に書き込み、さらに保存することにより、複数のエネルギー検出の試行結果のデータベース化が可能である。したがって、このデータベースを参照することにより、複数のエネルギー検出結果に応じて制御信号を生成できる。なお、このようなデジタル信号処理を用いる理由は、近年の微細ＣＭＯＳプロセスが用いられている場合、この微細ＣＭＯＳプロセスは、デジタル回路との親和性が高いためである。
【００２８】
続いて、図５を用いて本発明の実施の形態１にかかるエネルギー検出部３０の異なる構成例について説明する。エネルギー検出部３０は、フィルタ６１と、ＡＤ変換器６２と、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）６３と、メモリ６４とを備えている。フィルタ６１及びＡＤ変換器６２の帯域は、図３の可変フィルタ３１及びＡＤ変換器３３と比べて、広帯域に設定されている。高速フーリエ変換部６３は、ＡＤ変換器６２から出力されるデジタル信号を用いて、入力周波数とその周波数における信号強度の系列を算出する。なお、高速フーリエ変換部６３は、ＦＦＴポイント数を増加することにより、信号強度の検出精度を高めることができる。
【００２９】
続いて、図６を用いて本発明の実施の形態１にかかる発振器２３の構成例について説明する。図６において説明する発振器は、ＰＬＬ（Phase  Locked  Loop）により構成されている。発振器２３は、基準周波数を発生する水晶発振器７１と、位相比較器・チャージポンプ７２と、電圧制御発振器７３と、分周器７４とを備えるフィードバックループにより構成される。
【００３０】
位相比較器・チャージポンプ７２は、水晶発振器７１から出力された基準周波数信号と、分周期７４から出力される出力信号との位相差を電圧に変換し、電圧制御発振器７３へ出力する。電圧制御発振器７３は、位相比較器・チャージポンプ７２から入力される電圧値に応じて、異なる値の周波数信号を出力する。分周期７４は、切り替えることが可能な分周比により、電圧制御発振器７３から出力される周波数信号を分周する。このように、分周器７４の分周比を切替えることにより、出力周波数が切替えられる。なお、電圧制御発振器７３の後段や、位相比較器・チャージポンプ７２の前段に分周器７４を配置しても、図６の発振器と同様に、出力周波数を切替えることができる。
【００３１】
図７は、本発明の実施の形態１にかかる発振器２３発振器の異なる構成例を示す。図７における発振器２３は、ＤＤＳ（Direct  Digital  Synthesizer）により構成されている。アキュムレータ（ＡＣＣ）８１と、メモリ（ＲＯＭ）８２と、ＤＡ変換器（ＤＡＣ）８３と、フィルタ８４とを順に接続することにより構成される。このとき、アキュムレータ８１において累積加算されるステップＰの値、あるいはアキュムレータの動作周波数のｃｌｏｃｋを切替えることにより、出力周波数を切り替えることができる。アキュムレータは、一定のｃｌｏｃｋタイミングにて、累積加算されるステップＰの値を読み出し、メモリ８２へ出力する。ＤＡ変換器８３は、メモリ８２に保持されているデジタルデータをアナログデータへ変換する。フィルタ８４は、ＤＡ変換器８３から出力されたアナログデータの波形からクロック成分を除去し、アナログデータを出力する。
【００３２】
続いて、図８を用いて本発明の実施の形態１にかかる可変フィルタ２４の構成例について説明する。可変フィルタ２４は、サブフィルタ９１の後段に、スイッチ９４付きのサブフィルタ９２、さらにスイッチ９５付きのサブフィルタ９３が接続される。仮に、各サブフィルタの次数が２次であれば、スイッチ９４及び９５のオン、オフを切り替えることにより、２次、４次、６次とフィルタ全体の次数を切替えられる。スイッチ９４及び９５は、エネルギー検出部３０から通知される制御信号により切り替えられる。例えば、エネルギー検出部３０は、所望信号に用いられる周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも大きい場合に、動作させるサブフィルタを多くし、所望信号に用いられる周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも小さい場合に、動作させるサブフィルタの数を少なくするように制御する。さらに、各サブフィルタは特性調整機構９６と接続されている。これにより、フィルタの帯域幅も切替えることができる。エネルギー検出部３０は、所望信号に用いられる周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも大きい場合に、フィルタの帯域幅を相対的に狭くするように制御する。さらに、所望信号に用いられる周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも小さい場合に、フィルタの帯域幅を相対的に広くするように制御する。この特性調整機構９６は、例えば、可変容量素子、可変抵抗素子、可変トランスコンダクタンス回路、デューティー可変回路等が用いられる。
【００３３】
続いて、図９を用いて本発明の実施の形態１にかかるエネルギー検出部３０において取得した無線信号の周波数帯域と電力強度との関係について説明する。
【００３４】
図９においては、所望信号周波数はあらかじめ決められていない。ある時間において、チャネルに空きがあれば、つまり、電力が検知されなければ、所望信号周波数は、周波数ｆ１〜ｆ９の間におけるチャネルのどこでも設定され得る。チャネルとは、無線信号を伝送するために用いられる通信回線の周波数帯域幅である。このような無線方式は、テレビの空き周波数を利用するＩＥＥＥ８０２．２２やＩＥＥＥＳＣＣ４１等に代表される、コグニティブ無線といわれる方式である。
【００３５】
コグニティブ無線は、スペクトラムセンシングといわれる極微小電力検知により、その周波数が使用されているか否かを判断することが要求される。例えばその検出精度は、ＩＥＥＥ８０２．２２では、１チャネルあたりの帯域６ＭＨzにおいて-１１６ｄＢｍ以下である。このような極微小電力を広帯域に渡ってスペクトラムセンシングするため、２段階のセンシング方法が提案されている。具体的には、１段階目では、検出感度はやや劣るものの、高速に検出が可能なエネルギー検出（あるいはブラインド検出）が行われる。次に、２段階目では、高精度に検出が可能なフィーチャー検出が行われる。なお、後者のフィーチャー検出は、一般に、大規模、長時間を要するデジタル処理によって実現される。
【００３６】
続いて、図１０を用いて本発明の実施の形態１にかかる所望信号周波数の決定に関する処理の流れについて説明する。ここでは、図９に示した信号を用いて、コグニティブ無線への応用を例にして説明する。
【００３７】
はじめに、発振器２３の周波数ｆＬＯは、最低周波数ｆ１に設定されて（Ｓ１１）、エネルギー検出部３０により、電力Ｐ１が検出される（Ｓ１２）。次に、発振器２３の周波数は、エネルギー検出部３０からの制御信号によりΔfだけ増加され、ｆ２に設定される（Ｓ１３）。これにより、エネルギー検出部３０において電力Ｐ２が検出される（Ｓ１４）。このような電力検出を、周波数ｆ９の電力検出が終わるまで繰り返す（Ｓ１５）。なお、ここでは、最低周波数から最高周波数まで順に電力検出を行うよう示したものの、その順序は如何様にも設定できる。また、周波数ステップΔfを細かく設定することもできる。
【００３８】
次に、検出された電力強度に応じて、所望信号の周波数帯域およびアナログ処理部の制御信号が決定される（Ｓ１６）。所望信号の周波数帯域及びアナログ処理部の制御信号の決定に関する処理は、定期的に実施される。これにより、電力強度の変化に応じて、所望信号の周波数帯域及びアナログ処理部の制御信号を決定することができる。具体的には、図９の例の場合における所望周波数信号の決定処理について説明する。図１１及び図１２は、図９における周波数と検出した電力強度とを関連付けて管理しているデータテーブルである。周波数ｆ１、ｆ４、ｆ６、ｆ７、ｆ９において検出された電力は、−６０ｄＢｍであり、周波数ｆ２、ｆ５において検出された電力は、−１０ｄＢｍである。ｆ３及びｆ８においては、電力は検出されていない。これより、所望信号の周波数帯域として、電力が検知されない、第３のチャネル周波数ｆ３、あるいは第８のチャネル周波数ｆ８のどちらかが選択される。ただし、周波数ｆ３及びｆ８は、フィーチャー検出により、周波数の空きが確定しているとする。
【００３９】
周波数ｆ３を所望信号の周波数として選択した場合（図１１）、隣接チャネル周波数ｆ２の電力Ｐ２が大きいため、アナログ処理部２０設定コードは、ｆ２からの妨害信号の影響を緩和するような制御信号（例えば、Ｄ１）が選択される。ここでいう「影響を緩和する制御信号Ｄ１」とは、本発明の場合は、可変フィルタ２４のフィルタの次数を増やしたり、フィルタ帯域を狭めたりするように制御する信号に相当する。フィルタの次数を増やしたり、フィルタ帯域を狭めたりすることにより、アナログ処理部２０の消費電流は相対的に増加する。
【００４０】
一方、ｆ８を所望信号周波数に選んだ場合（図１２）、隣接、次隣接チャネル周波数の電力は小さいため、前述の影響を緩和するための設定は不要となる。つまり、フィルタの次数を減らしたり、帯域を広げたりするように制御するため、アナログ処理部２０設定コードは、制御信号Ｄ２が選択される。そのため、アナログ処理部２０の消費電力を削減して動作させることができる。ここでは、周波数ｆ３を選択した場合の、アナログ処理部２０における消費電流を１００ｍＡとし、周波数ｆ８を選択した場合の、アナログ処理部２０における消費電流を５０ｍＡとしている。したがって、本例の場合、アナログ処理部２０における消費電流の削減の観点から、所望信号周波数としてｆ８が選択される。
【００４１】
なお、上述した所望信号周波数の選択においては、電力が検出されていないｆ３及びｆ８を抽出した後に、再度ｆ１乃至ｆ９の電力強度を測定せず、ｆ３及びｆ８を抽出する際に用いられた電力強度の値を用いる。これにより、電力強度の測定は１回でよいため、複数回電力強度を測定する場合と比較して、所望信号周波数の選択にかかる時間を削減することができる。
【００４２】
このような構成により、所望信号周波数決定の際に隣接、次隣接チャネル周波数等を含む近傍の周波数における電力強度の検知結果を反映させることにより、消費電力を削減するコグニティブ無線方式を実現できる。また、空き周波数の有無と、妨害信号強度検出の両者を同じエネルギー検出部で実行できるため、回路や動作時間のオーバーヘッドは少ない。
【００４３】
（実施の形態２）
続いて、図１３を用いて本発明の実施の形態２にかかる、信号処理回路の構成例について説明する。図１３は、図２において、エネルギー検出部１３０と可変フィルタ１２４とを接続しない構成にした点において異なり、その他の構成については、図２と同様であるため、詳細な説明は省略する。図１３における信号処理回路は、妨害信号の信号電力強度に応じて、発振器１２３に発生する位相雑音を制御する。ここで、発振器１２３の構成例について、図１４を用いて説明する。
【００４４】
図１４における発振器は、電流制御発振器コア部１５１と、電流調整機構１５２とを備えている。電流制御発振器コア部１５１は、流れる電流の値に応じて、異なる値の周波数信号を出力する。ここで、流れる電流を減少させると、電流制御発振器コア部１５１における位相雑音は高くなる。一方、流れる電流を増加させると、位相雑音は低くなる。そのため、エネルギー検出部１３０において、妨害信号の電力強度が高い場合には、電流制御発振器コア部１５１に流れる電流を増加させるよう、電流調整機構１５２を調整し、妨害信号の電力強度が低い場合には、電流制御発振器コア部１５１に流れる電流を減少させるように制御を行う。電流制御発振器コア部１５１から出力される周波数信号は、ミキサー１２２へ入力される。また、例えば、電流調整機構１５２は、スイッチ制御される複数のＭＯＳトランジスタを並列に接続することにより構成される。
【００４５】
以上説明したように、本発明の実施の形態２における発振器１２３を用いることにより、妨害信号の電力強度に応じて、位相雑音を切り替えることができる。これにより、妨害信号の電力強度が相対的に低い場合には、発振器１２３における消費電流を抑制することができる。
【００４６】
（実施の形態３）
続いて、図１５を用いて本発明の実施の形態３にかかる、信号処理回路の構成例について説明する。図１５は、図１３とは、エネルギー検出部１３０がＡＤ変換器４０を制御する点が異なる。その他の構成は図１３と同様であるため、詳細な説明を省略する。次に、図１６を用いて本発明の実施の形態３にかかるＡＤ変換器４０の構成例について説明する。ＡＤ変換器４０は、スイッチ１６４付きのサブＡＤ変換器１６１と、スイッチ１６５付きのサブＡＤ変換器１６２と、スイッチ１６６付きのサブＡＤ変換器１６３とが並列に接続されている構成である。ここで、それぞれのサブＡＤ変換器の変換ビット数が全て異なるとすると、スイッチ１６４乃至１６６のいずれかのスイッチをオンにすることにより、ＡＤ変換器の変換ビット数を切り替えることができる。
【００４７】
もしくは、図１７のように、サブＡＤ変換器１７１と、スイッチ１７４付きのサブＡＤ変換器１７２と、スイッチ１７５付きのサブＡＤ変換器１７３と、が直列に接続されている構成でもよい。この場合、例えば、それぞれのサブＡＤ変換器の変換ビット数を４ビットとすると、全てのスイッチをオンにすることにより、変換ビット数は１２ビットとなる。一方、全てのスイッチをオフにすると、変換ビット数は４ビットとなる。このような構成は、パイプライン方式のＡＤ変換器に適している。
【００４８】
続いて、図１５の信号処理回路の動作について説明する。エネルギー検出部１３０は、妨害信号の信号電力強度に応じて、サブＡＤ変換器のスイッチを切り替える。たとえば、図１６のＡＤ変換器においては、妨害信号の電力強度が大きい場合、変換ビット数が最も多いサブＡＤ変換器のスイッチをオンにする。また、妨害信号の電力強度が小さい場合、変換ビット数が最も少ないサブＡＤ変換器のスイッチをオンにする。図１７のＡＤ変換器においては、妨害信号の電力強度が大きい場合、スイッチ１７４及び１７５をオフにして、サブＡＤ変換器をすべて動作させる。妨害信号の電力強度が小さい場合、スイッチ１７４及び１７５の少なくともどちらか一方をオンにして、動作させるサブＡＤ変換器の数を減少させる。妨害信号の電力強度の大きさに関する判定は、予め定められた閾値を用いて行ってもよい。また、サブＡＤ変換器におけるスイッチは、エネルギー検出部１３０から通知される制御信号に基づいて制御される。
【００４９】
以上説明したように、本発明の実施の形態３にかかるＡＤ変換器を用いることにより、妨害信号の電力強度に応じて、変換ビット数を変更することができる。これにより、妨害信号の電力強度が相対的に低い場合には、ＡＤ変換器４０における消費電流を抑制することができる。
【００５０】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されるが、以下には限られない。
【００５１】
（付記１）異なる周波数帯域を用いて送信される複数の無線信号を受信し、受信した複数の無線信号のそれぞれの電力強度を取得する電力取得部と、前記電力強度が予め定められた電力強度を下回る無線信号に用いられている周波数帯域のうち、当該周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が相対的に低い周波数帯域を、通信を実行するそれぞれの周波数帯域として選択する周波数選択部と、を備える信号処理回路。
【００５２】
（付記２）前記周波数選択部は、前記電力取得部が取得した電力強度に基づいて、当該電力強度が予め定められた電力強度を下回る無線信号に用いられている周波数帯域を抽出し、前記抽出した周波数帯域以外の周波数帯域が用いられている無線信号の電力強度を再度測定することなく、前記周波数帯域の抽出に用いられた電力強度を用いて、前記抽出された周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が相対的に低い周波数帯域を、通信を実行するそれぞれの周波数帯域として選択する、付記１記載の信号処理回路。
【００５３】
（付記３）前記電力取得部は、取得した電力強度に応じて、前記受信した複数の無線信号のフィルタに用いられる周波数帯域を制御する付記１又は２記載の信号処理回路。
【００５４】
（付記４）前記電力取得部は、前記無線信号をアナログ信号処理するアナログ信号処理部に設けられているフィルタを制御する、付記３に記載の信号処理回路。
【００５５】
（付記５）前記電力取得部は、前記通信を実行する周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも大きい場合に、前記フィルタから出力される出力データの周波数帯域幅を相対的に狭くし、前記通信を実行する周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも小さい場合に、前記出力データの周波数帯域幅を相対的に広くする、付記３又は４記載の信号処理回路。
【００５６】
（付記６）前記フィルタは、減衰特性の異なる複数のサブフィルタを有し、前記信号処理制御部は、前記通信を実行する周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度に応じて、動作させる前記サブフィルタの数を制御し、前記通信を実行する周波数帯域に混信している周波数を用いる妨害信号を除去する量を調整する、付記３乃至５のいずれか１項に記載の信号処理回路。
【００５７】
（付記７）前記無線信号の振幅を増幅させる増幅部をさらに備え、前記電力取得部は、前記通信を実行する周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも大きい場合に、前記無線信号の振幅を相対的に大きく増幅し、前記通信を実行する周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも小さい場合に、前記無線信号の振幅を相対的に小さく増幅する、付記３乃至６のいずれか１項に記載の信号処理回路。
【００５８】
（付記８）前記アナログ信号処理部から出力される信号をデジタル信号に変換するデジタル信号変換部をさらに備え、前記信号処理制御部は、前記所望信号に用いられる周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも大きい場合に、前記デジタル信号変換部における、デジタル信号の量子化ビット数を相対的に多くし、前記所望信号に用いられる周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも小さい場合に、前記デジタル信号変換部におけるデジタル信号の量子化ビット数を相対的に少なくする、付記３乃至７のいずれか１項に記載の信号処理回路。
【００５９】
（付記９）前記電力取得部は、前記通信を実行する周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも大きい場合に、異なる周波数により動作する複数のローカル信号を発振する発振部の位相雑音を低くし、前記通信を実行する周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が予め定められた値よりも小さい場合に、前記発信部における位相雑音を高くする、付記３乃至８のいずれか１項に記載の信号処理回路。
【００６０】
（付記１０）異なる周波数帯域を用いて送信される複数の無線信号を受信し、受信した複数の無線信号のそれぞれの電力強度を取得する電力取得部と、前記電力強度が予め定められた電力強度を下回る無線信号に用いられている周波数帯域のうち、当該周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が相対的に低い周波数帯域を、通信を実行するそれぞれの周波数帯域として選択する周波数選択部と、前記選択された周波数帯域を、相手先通信装置に通知する通信部と、を備える無線通信装置。
【００６１】
（付記１１）異なる周波数帯域を用いて送信される複数の無線信号を受信し、受信した複数の無線信号のそれぞれの電力強度を取得するステップと、前記電力強度が予め定められた電力強度を下回る無線信号に用いられている周波数帯域のうち、当該周波数帯域の近傍の周波数帯域における電力強度が相対的に低い周波数帯域を、通信を実行するそれぞれの周波数帯域として選択するステップと、を備える信号処理方法。
【００６２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００６３】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００６４】
この出願は、２０１０年２月２５日に出願された日本出願特願２０１０−０３９９０３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００６５】
１  無線通信装置
２  通信部
３  信号処理回路
４  電力取得部
５  周波数選択部
１０  アンテナ
２０  アナログ処理部
２１  増幅器
２２  ミキサー
２３  発振器
２４  可変フィルタ
３０  エネルギー検出部
３１  可変フィルタ
３２  二乗検波部
３３  ＡＤ変換器
３４  デジタル処理部
３５  メモリ
４０  ＡＤ変換器
５０  デジタル処理部
６１  フィルタ
６２  ＡＤ変換器
６３  高速フーリエ変換部
６４  メモリ
７１  水晶発振器
７２  位相比較器・チャージポンプ
７３  電圧制御発振器
７４  分周期
８１  アキュムレータ
８２  メモリ
８３  ＤＡ変換器
８４  フィルタ
９１  サブフィルタ
９２  サブフィルタ
９３  サブフィルタ
９４  スイッチ
９５  スイッチ
９６  特性調整機構
１２０  アナログ処理部
１２１  増幅器
１２２  ミキサー
１２３  発振器
１２４  可変フィルタ
１３０  エネルギー検出部
１５１  電流制御発振器コア部
１５２  電流調整機構
１６１  サブＡＤ変換器
１６２  サブＡＤ変換器
１６３  サブＡＤ変換器
１６４  スイッチ
１６５  スイッチ
１６６  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011104804.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011104804.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2011104804.tif 000015
【図１４】
2011104804.tif 000016
【図１５】
2011104804.tif 000017
【図１６】
2011104804.tif 000018
【図１７】
2011104804.tif 000019
【図１８】
2011104804.tif 000020
【国際調査報告】
2011104804.tif 000021
2011104804.tif 000022
2011104804.tif 000023
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